Gab 3ºEE 2013.1

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Universidade Federal de Pernambuco – Departamento de F´ısica
3o Exerc´ıcio Escolar de F´ısica Geral 2 – 11/09/2013
GABARITO
Questo˜es objetivas.
Prova A: 1a - b), 2a - c), 3a - a), 4a - d), 5a - e), 6a - a).
Prova B: 1a - d), 2a - g), 3a - d), 4a - b), 5a - a), 6a - h).
Prova C: 1a - g), 2a - a), 3a - f), 4a - a), 5a - b), 6a - d).
Prova D: 1a - f), 2a - h), 3a - c), 4a - e), 5a - g), 6a - b).
Questo˜es discursivas. (Todas as provas)
7a Questa˜o (2,0 ponto) (a) O trabalho no processo isoba´rico e´ W = p∆V = 5 J. Logo, a variac¸a˜o de
energia interna neste processo e´ ∆Eint = Q−W = 20J− 5J = 15J.
Usando ∆Eint = nCv∆T e nR∆T = p∆V = 5 J, temos Cv = 3R . Logo Cp = Cv +R = 4R .
(b) Sendo Cv = (f/2)R, temos que f = 6 . Logo, o ga´s e´ poliatoˆmico .
8a Questa˜o (2,0 pontos) (a) No ciclo em questa˜o o ga´s absorve calor nos processos AB e DA.
Como o processo AB se trata de uma expansa˜o isote´rmica, ∆Eint = 0. Enta˜o, pela primeira lei da termo-
dinaˆmica, QAB = WAB. Usando p(V ) = nRTq/V , temos
QAB =
∫ VB
VA
pdV = nRTq ln
(
V2
V1
)
= 8000 J.
Como o processo DA ocorre a volume constante, QDA = nCV ∆T = nCV (Tq − Tf ) = 4000 J.
Logo, o calor total absorvido pelo ga´s no ciclo e´: Qabs = QAB +QDA = 12000J
O trabalho total do ciclo, Wciclo , e´ dado por: Wciclo = WAB +WCD pois, ja´ que os processos BC e DA sa˜o
realizados a volume constante, WBC = WDA = 0.
Como AB e CD sa˜o processos isote´rmicos, o trabalho total do ciclo sera´:
Wciclo = nRTq ln
(
V2
V1
)
+ nRTf ln
(
V1
V2
)
= nR ln
(
V2
V1
)
(Tq − Tf ) ⇒ Wciclo = 1600J (1)
(b) Sabemos que o rendimento de uma ma´quina te´rmica e´ dado por:
� =
Wciclo
Qabs
=
1600
12000
⇒ � = 215 (2)
Caso fosse um ciclo de Carnot o rendimento da ma´quina seria:
�carnot = 1− Tf
TQ
= 1− 400
500
⇒ �carnot = 15 (3)
Enta˜o, como esperado, �carnot > �.